国家自然科学基金(51278191)
- 作品数：33 被引量：224H指数：9
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- 相关机构：湖南大学湖南省交通规划勘察设计院邵阳学院更多>>
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- 圆柱亚临界-临界-超临界流动特性的大涡亚格子模型比较研究被引量：1
- 2016年
- 为获取圆柱在亚临界、临界和超临界区内的气动特征,基于大涡模拟并分别采用Smagorinsky亚格子尺度模型和动力亚格子尺度模型计算了Re=4.1×10^4~8.2×10^5内的绕流场.将获得的圆柱定常与非定常气动特性与相关文献进行了对比.研究表明,两种亚格子模型均能给出圆柱升力系数平均值、RMS值和涡脱St数的合理估计,能预测阻力系数的下降.但两种亚格子模型均无法准确预测临界区阻力系数的快速下降、不同Re数下压力系数平均和RMS值在圆柱表面的分布.在临界和超临界区,Smagorinsky亚格子尺度模型可能高估了亚格子湍流粘性;相反,动态亚格子模型可能在流场部分区域明显低估了亚格子湍流粘性.
- 祝志文邓燕华
- 关键词：气动特性
- 基于CFD仿真的平板非线性气动力系统特征研究被引量：6
- 2017年
- 为研究平板气动力系统的非线性特征,基于非定常雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程和SSTk-ω湍流模型,数值模拟了在单位位移激励下平板非定常运动的绕流场,获得了作用在平板上的气动力时程,并基于Volterra理论开展了平板非线性气动力系统识别.研究表明,本文建立的平板非线性气动力模型能对一定频率带宽和一定幅值范围的激励产生合理的响应;在本文研究的强迫运动位移幅值和频率范围内,平板非线性气动力模型响应没有表现出对振动幅值和频率的明显相关性,且其气动力的非线性效应并不明显,因而可以认为小攻角下的平板绕流属于气动力弱非线性系统.本文研究证明了CFD模拟在桥梁主梁气动力系统识别上的明显优势.
- 祝志文袁涛陈政清邓燕华
- 关键词：平板CFD
- 带防撞栏杆扁平箱梁高阶模态涡激振动的CFD研究被引量：6
- 2021年
- 为研究大跨度桥梁常用扁平箱梁带防撞栏杆时的高阶模态涡激振动(VIV)特性,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程、SST k-ω湍流模型和动网格技术求解扁平箱梁的绕流场并获得气动力,将Newmark-β算法代码嵌入到用户自定义函数(UDF)求解该气动力作用下的桥梁动力响应,开展了大带东桥主桥加劲梁断面高阶模态涡激振动响应的预测,模拟雷诺数为3.18×10^(4)~6.10×10^(4)。获得了扁平箱梁断面随折减风速变化的高阶涡振响应振幅根方差(RMS)曲线和加速度时程,预测了与文献较一致的高阶模态涡激振动锁定区间。研究了阻尼比和来流风攻角对扁平箱梁高阶模态涡振响应幅值和加速度的影响,表明随着阻尼比的增大高阶模态涡激振动响应逐渐变小甚至消失,而来流风攻角只有大于2°时才会发生显著的高阶模态涡激振动。
- 祝志文石亚光颜爽
- 关键词：大跨度桥梁流固耦合
- 正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳性能被引量：14
- 2018年
- 为了揭示正交异性钢桥面板弧形切口母材的开裂机理,采用有限元程序ANSYS建立钢箱梁节段模型与钢桥面板单元子模型,为确保计算的精确性,进行了网格无关性检查,分析了弧形切口疲劳细节在移动轮载作用下的应力响应特征,分别采用热点应力法与名义应力法评估了弧形切口细节的疲劳性能,并研究了横隔板厚度与切口形状对构造细节应力的影响。研究结果表明:弧形切口细节应力影响线长度在纵桥向为横隔板间距的2倍,因而可用疲劳车的中轴组单独加载,根据AASHTO LRFD,1辆5轴疲劳车会在该构造细节上产生2或3个应力循环;弧形切口在纵、横桥向的最不利荷载位置分别为轮载中心作用于纵肋腹板与面板交界处和中轴前轮作用于距横隔板0.3m处;弧形切口边缘应力集中点的应力方向与水平面的倾角为67.2°;疲劳评估结果与名义应力提取位置密切相关,可采用热点应力法并基于FAT125的疲劳寿命曲线进行弧形切口的疲劳评价,也可根据疲劳等效原则提取距切口边缘5mm处的应力,并基于名义应力法开展疲劳评价;建议采用Eurocode 3中圆弧半径较大的公路桥梁切口形状,其热点应力与研究的切口形状相比降低了12.4%,且当横隔板厚度不小于12mm时,弧形切口细节的应力幅小于截止应力幅,为无限疲劳寿命;横隔板弧形切口的开裂与切口形状不佳、横隔板厚度偏小、制造工艺不完善以及货车通行量大等因素密切相关。
- 祝志文向泽李健朋
- 关键词：桥梁工程正交异性钢桥面板有限元分析
- 随机车流下钢-UHPC组合正交异性桥面疲劳性能研究被引量：27
- 2017年
- 为获得钢-UHPC组合铺装正交异性桥面板构造细节轮载作用下的响应特征,准确评价随机车流下其疲劳敏感构造细节的疲劳性能,以佛陈扩建西幅桥为例,开展了钢-UHPC组合铺装正交异性钢桥面板全部构造细节的应力监测试验。利用7d连续记录的应力时程和雨流计数法获得了构造细节的应力谱;基于Miner疲劳损伤等效原则计算得到了最大应力幅、等效应力幅及疲劳加载次数。结果表明:当构造细节位于轮载正下方时,通行货车每个车轴将在面板上的构造细节中产生1个应力循环,但其他构造细节只能由每个轴组产生1个应力循环;钢-UHPC组合铺装虽并未改变正交异性钢桥面板构造细节轮载作用下明显的局部效应特征,但增大了正交异性钢桥面板的刚度,使得横隔板弧形切口的面外应力减小;其显著降低了面板上构造细节的应力幅,使得纵肋-面板焊缝构造细节和面板对接焊缝构造细节所记录到的最大应力幅均小于常幅疲劳极限;基于AASHTO规范开展的疲劳评价表明,在当前交通流下,佛陈扩建西幅桥钢-UHPC组合铺装正交异性钢桥面板全部构造细节具有足够的疲劳强度。
- 祝志文黄炎文鹏翔陈魏喻鹏石亚光邵旭东
- 关键词：桥梁工程正交异性桥面板应力监测
- 佛陈扩建桥钢-RPC组合铺装钢箱梁桥振动测试与模态识别被引量：2
- 2016年
- 结构动力特性反映了桥梁质量和刚度分布特征,是桥梁动力分析的重要参数。为获得钢-RPC组合铺装正交异性桥面板钢箱梁桥的模态特征,了解桥面铺装刚度增大带来的结构整体刚度变化,采用基于参考点的环境激励法,通过在佛陈桥钢箱梁内布置多个测点,进行分批次测量,采用峰峰值拾取的方法识别了该桥多阶模态参数,测试的振型具有较好的合理性。
- 祝志文刘力向建军王甜石亚光喻鹏
- 关键词：正交异性钢桥面板环境激励模态参数
- 随机车流下佛陈扩建桥组合桥面板的疲劳性能评价被引量：1
- 2016年
- 为研究组合桥面板的疲劳性能,开展随机车流作用下佛陈扩建桥几个构造细节的应力监测,获得构造细节的应力记录;确定对应的等效应力幅和加载次数,进行构造细节的疲劳性能评价。分析表明:纵肋-面板构造细节和弧形切口构造细节在随机车流作用下的最大和等效应力低于常幅疲劳极限,疲劳性能满足无限寿命设计要求。
- 祝志文黄炎王甜文鹏翔向建军
- 关键词：正交异性桥面板应力监测
- 大尺寸纵肋顶板-U肋构造细节的受力分析被引量：6
- 2016年
- 为研究正交异性钢桥面板横隔板无外切口大尺寸U肋-顶板焊接构造细节的疲劳性能,建立有限元模型,计算得到该构造细节在轮载作用下的应力随轮载位置变化的规律和相应应力幅,并与传统尺寸正交异性钢桥面板的受力情况进行对比。研究表明:大尺寸U肋正交异性钢桥面板的应力影响线较长,受力性能与传统正交异性钢桥面板有差别;当轮载作用在U肋上方面板的面积越多时,构造细节的应力越大;构造细节面板处的面外弯曲应力较大,而U肋腹板处的面外应力很小。
- 祝志文向泽
- 纵肋-横隔板弧形切口应力响应的面外特征研究被引量：3
- 2016年
- 为获得正交异性钢桥面板横隔板弧形切口母材在典型轮载作用下的应力响应的面外特征,开展了随机车流下正交异性钢桥面板弧形切口应力监测和分析。研究表明:一辆卡车通过横隔板弧形切口将产生与轴组数量对应的应力幅,其应力响应不能分辨轴组内单轴;在超载卡车作用下横隔板弧形切口将产生很大的应力响应,应力峰值可能会大于钢材的容许应力,而此时弧形切口处于双向受压状态,活载应力幅为压应力幅;研究同时发现,横隔板会受到面外弯曲作用,靠纵肋-横隔板焊缝下端越近,其面外变形越大,产生的面外应力越大。
- 王甜祝志文黄炎麦鹏
- 关键词：正交异性钢桥面板弧形切口
- 均匀流中箱梁非定常风压的频域特征和空间相关性被引量：6
- 2014年
- 为研究箱梁脉动风压的频域特征和空间相关性,采用大涡方法模拟了箱梁在0°风攻角和雷诺数为1.27×105下的绕流场,获得了主梁表面脉动压力分布和统计特征,开展了脉动压力时程的频域和空间相干性分析,解释了脉动压力的流动机理。研究结果表明:主梁尾迹的主脱落漩涡主导了主梁表面脉动压力,且涡脱存在频率带宽分布和展向不同步特征;主梁下表面脉动压力同相相关,但顶板脉动压力受分离再附流的干扰,上游风嘴及附近的脉动压力漂移了180°相位,导致上表面前、后风嘴上的脉动压力反相,且流动平均再附点后较大区域,脉动压力相干性小且相位杂乱。
- 祝志文
- 关键词：箱梁大涡模拟相干分析
